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圆柱齿轮加工机床的可适应模块化设计方法与工具研究

作　者: 许迎滨
导　师: 陈永亮
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 配置设计模块化设计圆柱齿轮加工机床参数化设计可适应评价
分类号: TG61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为了增加产品的功能,提高产品的质量、特性和可用户化,使产品更具环境友好性,降低企业的设计和制造成本,缩短交货时间等,要求制造型企业能够在激烈的竞争中在开发产品上和优化产品全生命周期方面具有更快的响应速度和更高的响应能力,本文研究了圆柱齿轮机床的可适应模块化设计方法,为企业系列产品开发中的新产品开发决策提供了一定的依据。通过VC++与Matlab软件开发了相应的可适应模块化设计软件,并对圆柱齿轮加工机床进行了功能分析、模块划分、参数化设计、配置设计、及产品族的决策评价,验证了该理论的可靠性。本文主要的研究内容包括:1)首先介绍了齿轮加工机床研究的现状和发展,接着阐述了可适应设计概念和研究现状,可适应设计相关技术的研究现状。在此基础上阐述了参数化设计与性能分析研究现状及工作台静压计算研究现状。2)介绍了可适应设计的相关概念,包括可适应设计的定义、可适应产品的概念,可适应设计的构成要素。并在此基础上,介绍了产品可适应模块化设计原理,从产品的模块划分到模块结构设计,再进行可适应结构设计,最后对可适应产品进行模块度、共同度、可适应度评价、性能综合评价。3)对圆柱齿轮机床进行了进行了参数化建模,对圆柱齿轮机床进行了配置设计,规划了三种方案,并对其进行了性能分析。4)对圆柱齿轮机床工作台进行了静压计算,在此基础上进行了施静压性能分析及Fluent流场分析,找出了结构上的薄弱环节,便于对其进行优化设计。5)对可适应模块化软件进行了需求分析,阐述了软件的开发原理,对软件平台实现的工具及关键技术进行了简介,对可适应模块化设计工具进行了介绍,并介绍了各个软件的总体架构,软件工作环境及数据格式要求。6)运用可适应模块化设计工具对圆柱齿轮机床进行了可适应模块化设计,对各方案进行模块配置分析,完成了其功能模块配置表,并计算了各方案的产品共同度及产品模块成本,对各方案进行了可适应度计算,并进行了分析比较,运用性能综合评价软件对圆柱齿轮机床的CAE分析数据进行综合评价。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-19
  1.1 齿轮加工机床产品的发展与研究  9-12
    1.1.1 齿轮加工机床的分类  9
    1.1.2 齿轮加工机床设计相关研究  9-10
    1.1.3 齿轮加工机床的应用与发展  10-12
  1.2 可适应设计概念和研究现状  12-13
    1.2.1 可适应设计概念的提出  12
    1.2.2 可适应设计研究现状  12-13
  1.3 可适应设计相关技术的研究现状  13-16
    1.3.1 模块化设计  13-14
    1.3.2 产品平台设计  14-15
    1.3.3 产品可适应性度量计算研究现状  15-16
  1.4 工作台静压计算  16-17
  1.5 参数化设计与性能分析  17-18
  1.6 课题的提出和研究内容  18-19
第二章可适应模块化设计原理  19-28
  2.1 可适应设计的概念和要素  19-21
    2.1.1 可适应设计定义  19
    2.1.2 可适应产品  19-20
    2.1.3 可适应设计构成要素  20-21
  2.2 产品可适应模块化设计过程  21-23
  2.3 可适应产品的模块度评价  23-24
  2.4 可适应产品的共同度评价  24-25
  2.5 产品的可适应性的度量  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章圆柱齿轮机床产品族的参数化设计与性能分析  28-42
  3.1 圆柱齿轮机床总体布局设计与参数化建模  28-31
    3.1.1 整机总体布局设计  28-29
    3.1.2 圆柱齿轮机床整机的参数化建模  29-31
  3.2 圆柱齿轮机床产品族与模块系列规划  31-37
    3.2.1 圆柱齿轮机床产品族系列规划  31-33
    3.2.2 圆柱齿轮机床各主要部件结构的确定  33-37
  3.3 圆柱齿轮机床性能分析  37-41
    3.3.1 圆柱齿轮机床整机的静态分析  38-40
    3.3.2 圆柱齿轮机床整机的模态分析  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章静压工作台的参数化建模与性能分析  42-54
  4.1 静压轴承计算概述  42-43
  4.2 静压工作台的参数化设计建模  43-45
  4.3 工作台静压轴承与油腔参数计算  45-48
  4.4 工作台施静压后静态分析  48-50
  4.5 静压轴承流场分析  50-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章可适应模块化设计软件的开发  54-65
  5.1 可适应模块化软件开发  54-55
    5.1.1 需求分析  54
    5.1.2 软件开发原理  54
    5.1.3 软件总体架构  54-55
    5.1.4 软件工作流程  55
  5.2 产品可适应性的评价计算过程  55-58
  5.3 软件平台实现工具简介  58-61
    5.3.1 VC++6.0 软件简介  58-59
    5.3.2 Matlab软件简介  59
    5.3.3 软件实现关键技术  59-61
  5.4 可适应模块化设计软件实现  61-64
    5.4.1 可适应性度量软件  62
    5.4.2 可适应产品模块度计算软件  62-63
    5.4.3 可适应产品族共同度计算软件  63-64
    5.4.4 可适应产品性能综合评价软件  64
  5.5 本章小结  64-65
第六章圆柱齿轮机床可适应模块化设计实例分析  65-76
  6.1 可适应任务分析  65-66
  6.2 产品结构模块配置  66-67
  6.3 圆柱齿轮机床模块度、共同度计算  67-69
    6.3.1 圆柱齿轮机床模块度计算  67-69
    6.3.2 圆柱齿轮机床共同度计算  69
  6.4 方案各模块成本估算  69-71
  6.5 方案可适应度计算  71-72
  6.6 方案CAE性能数据综合评价  72-75
  6.7 本章小结  75-76
第七章结论与展望  76-78
  7.1 结论  76
  7.2 展望  76-78
参考文献  78-81
附录Ⅰ：圆柱齿轮铣齿机工艺相关度数据  81-82
附录Ⅱ：圆柱齿轮铣齿机装配相关度数据  82-83
附录Ⅲ：圆柱齿轮铣齿机功能相关度数据  83-84
发表论文和参加科研情况说明  84-85
致谢  85

圆柱齿轮加工机床的可适应模块化设计方法与工具研究

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